Esta etapa consiste em implementar os blocos básicos do sistema e, posteriormente, integrá-los na construção do software final.
4.2.1 Desenvolvimento das Funções Básicas
Nesta etapa foram implementadas funções básicas que compõem o software, isto é, foram implementados, separadamente, blocos que realizam pequenas etapas de processamento necessárias para o projeto de um SFCR.
Ainda nesta etapa, alguns blocos do sistema puderam ser verificados. Um exemplo de verificação foram os cálculos de posicionamento do sol. Ao implementar as rotinas que calculavam os ângulos zenital e azimutal, por exemplo, foram inseridos dados de exemplo, cujo resultado esperado já era conhecido e verificou-se que os cálculos apontavam para a solução correta. Pode-se perceber que esta metodologia facilita a resolução de erros, uma vez que diversos erros foram encontrados e corrigidos antes da integração na aplicação principal.
Após a criação de algumas rotinas e classes relacionadas à problemática da aplicação, isto é, relacionadas ao projeto de sistemas fotovoltaicos, algumas estruturas tiveram que ser revistas. O fato de diversas grandezas apresentarem valores médios anuais, mensais, valores diários e valores horários levou à criação de uma estrutura de dados unificada, baseada em herança, que facilitou a aplicação do conceito de reuso de código. A estrutura base utilizada para diversos tipos de dados, como radiação, ângulos e energia consumida, é mostrada abaixo por meio do diagrama de classes.
Figura 20 – Classes base para a manipulação de dados em várias escalas temporais.
Fonte: o autor.
Para fazer os testes, criaram-se rotinas nas quais foram inseridos dados via código, isto é, ainda sem o uso da interface gráfica do usuário. No entanto, ainda nesta etapa iniciou-se o processo de prototipagem das telas. O principal objetivo de fazer um esboço da interface gráfica foi encontrar inconsistências entre as entradas de dados necessárias e as saídas esperadas. Neste estágio, a estilização das telas foi deixada de lado em função da funcionalidade das mesmas. A Figura 21 mostra a tela inicial do programa obtida nesta etapa.
Nela é possível ver os principais dados de entrada exigidos pelo programa para fazer o dimensionamento, como o consumo médio mensal de energia elétrica. Para construir as telas, foram utilizados diversos componentes gráficos, como combo boxes, sliders, split panes, botões, caixas de texto, e menus. Os elementos gráficos utilizados foram aumentando gradualmente conforme se refinou a interface gráfica.
Figura 21 – Protótipo de tela para o programa.
Fonte: o autor.
4.2.2 Desenvolvimento do Software
Esta etapa consistiu no refinamento e estilização da interface gráfica do usuário (GUI) e na integração dos blocos básicos implementados na etapa anterior, entre si, e com a interface gráfica. Para a estilização das telas utilizou-se as chamadas Cascading Style Sheets (CSS). Estas folhas de estilo permitem aplicar cores e layouts em várias partes da aplicação, sem a necessidade personalizar cada componente gráfico.
Após a integração, foram feitas algumas análises dos dados gerados pelo software, a fim de verificar se estão de acordo com a teoria. Além disso, foi feito um dimensionamento com base nos dados de um sistema fotovoltaico já existente na cidade de Patos de Minas, a fim de verificar a capacidade de dimensionamento do software.
A Figura 22 mostra a tela principal após a estilização. A Figura 23 mostra a tela de manipulação dos fatores de perda. Já na Figura 24 temos a tela onde o usuário escolhe a localização do projeto e obtém dados atmosféricos utilizados no dimensionamento do sistema fotovoltaico. Nesta mesma tela foram inseridos componentes que permitem o usuário manipular configurações relacionadas ao sombreamento e ver gráficos com dados de irradiação gerados para diferentes condições de inclinação e azimute para os módulos.
Figura 22 – Tela principal do programa após estilização.
Fonte: o autor.
Figura 23 – Tela de manipulação de perdas.
Figura 24 – Tela para seleção de localidade e dados atmosféricos.
Fonte: o autor.
Os dados utilizados no programa para sintetização de dados de irradiação e estimação da perda devido à temperatura foram organizados em arquivos, seguindo um padrão comma-
separated values (CSV). Os dados de irradiação foram obtidos do Atlas Brasileiro de energia
solar, referência [36]. Os dados de temperatura obtidos no site do INMET [37], ao contrário dos de irradiação, não englobam todos os municípios brasileiros, mas o usuário pode inserir mais dados nas tabelas que a aplicação usa.
4.3 Considerações Finais
Para a implementação do software foram utilizados poucos recursos físicos. Por outro lado, o software manipula uma grande quantidade de dados. Apesar de não serem o objeto principal deste trabalho, estes dados são necessários no projeto de sistemas fotovoltaicos, e incluí-los no programa facilita a utilização do mesmo.
Quanto à metodologia, o desenvolvimento do software se desenvolveu em diversas etapas. As duas principais etapas estão relacionadas ao estudo da teoria e a implementação do
CAPÍTULO 5
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Com a implementação de diversas modelagens, obteve-se uma ferramenta capaz de dimensionar sistemas fotovoltaicos a partir de poucos dados de entrada. Algumas funcionalidades almejadas inicialmente não foram implementadas, mas por outro lado, outras não previstas puderam fazer parte da aplicação, como uma modelagem do sombreamento.
Entre os principais resultados gerados pelo programa estão os gráficos de irradiação, que mostram dados para qualquer inclinação e azimute dos painéis fotovoltaicos, e os dados de potência, para os geradores e para o inversor, de modo a gerar a quantidade de energia que o usuário precisa.